馬丹妮

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LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合與應(yīng)用論析

馬丹妮

廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 佛山 528000

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，通信行業(yè)不斷發(fā)展和壯大。社會(huì)發(fā)展與通信網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)聯(lián)度也在逐步提升。無線通信技術(shù)逐漸在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中起到舉足輕重的作用。在此背景下，LTE無線通信技術(shù)誕生，并且與物聯(lián)網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)了有機(jī)結(jié)合，在社會(huì)多個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。因此，對(duì)LTE技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合效果進(jìn)行了分析，并闡述了LTE通信系統(tǒng)適配物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)模型與應(yīng)用。

LTE無線通信；物聯(lián)網(wǎng)；云計(jì)算

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在信息時(shí)代背景下，通信網(wǎng)絡(luò)在人們生活中的作用顯著提升，為人們的生產(chǎn)生活提供了極大的便利，使人與人之間的交往更加快速高效。LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合，促使我國(guó)真正進(jìn)入科技高速發(fā)展的進(jìn)程中，使人們的生活水平得到進(jìn)一步提高。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與云計(jì)算分析

1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)屬于新型的信息組成形式，但仍然以互聯(lián)網(wǎng)為核心內(nèi)容，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展與延伸。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展打破了以往傳統(tǒng)技術(shù)中的壁壘，消除了各領(lǐng)域信息之間的不對(duì)稱，實(shí)現(xiàn)了社會(huì)信息的互通與共享。

1.2 云計(jì)算

云計(jì)算屬于一種新型的計(jì)算方式，為用戶提供高效、便捷的IT服務(wù)，對(duì)用戶的信息技術(shù)能力、知識(shí)掌握程度等要求并不嚴(yán)格，便于用戶對(duì)所需信息進(jìn)行有效提取。隨著云計(jì)算服務(wù)的不斷發(fā)展，越來越多的行業(yè)開始認(rèn)識(shí)到它所具備的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，并且積極將其應(yīng)用到日常的工作中。云計(jì)算系統(tǒng)在不同系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理的能力十分強(qiáng)大，能夠?yàn)橛脩魩硎挚旖?、高效的服?wù)[1]。

2 LTE無線通信與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合

將LTE無線通信與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，能夠使二者的優(yōu)勢(shì)得到進(jìn)一步發(fā)展，解決在以往業(yè)務(wù)模型中存在的難題，避免網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)等問題的產(chǎn)生，促進(jìn)二者的共同發(fā)展。本文分別從LTE技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)兩個(gè)方面，對(duì)二者結(jié)合以后的優(yōu)勢(shì)特征進(jìn)行了分析。

2.1 LTE無線通信技術(shù)

LTE無線通信技術(shù)屬于新型通信技術(shù)的一種。與傳統(tǒng)通信技術(shù)相比，在覆蓋范圍、系統(tǒng)容量等多個(gè)方面都有十分顯著的優(yōu)勢(shì)，尤其是終端設(shè)備，在LTE技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合過程中起到了重要的促進(jìn)作用。物聯(lián)網(wǎng)中的業(yè)務(wù)發(fā)展對(duì)信息技術(shù)產(chǎn)生了極大的依賴，需要得到LTE技術(shù)終端的支持與推廣，才能夠?qū)崿F(xiàn)最終的發(fā)展目標(biāo)。同時(shí)，隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)中的信息數(shù)量將呈現(xiàn)出爆炸式的增長(zhǎng)。不但如此，物聯(lián)網(wǎng)的健康持續(xù)發(fā)展還將受到多種因素的影響，例如異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)不相融、信息處理量龐大、數(shù)據(jù)整合困難，等等。因此，將LTE技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，需要在保障數(shù)據(jù)信息處理質(zhì)量的基礎(chǔ)上，提升信息處理和整合的效率。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

LTE射頻識(shí)別基帶與LTE基帶進(jìn)行相互整合具有重要作用，應(yīng)對(duì)其給予高度的關(guān)注和重視。另外，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)層面進(jìn)行分析能夠得出，在現(xiàn)有技術(shù)背景下，通信技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛，例如Wi-Fi、3G、4G、有線網(wǎng)絡(luò)等等。由此可見，LTE終端方面的研究重心，應(yīng)是LTE技術(shù)與無線傳感器的結(jié)合，以此保障網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層的穩(wěn)定性不受破壞，從而提升網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸效率。分析應(yīng)用層面得出，LTE技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，能夠在很大程度上提高信息處理與存儲(chǔ)的效率，即便是面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)如此龐大的信息量，也能夠滿足用戶在數(shù)據(jù)挖掘、智能分析等多方面的需求，具有十分重大的應(yīng)用意義。

由此可見，在當(dāng)今的信息技術(shù)背景下，要想解決云計(jì)算中存在的問題，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與LTE技術(shù)的健康發(fā)展，需要將二者緊密結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)資源的整合與重組，充分發(fā)揮兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)特征，從而提高數(shù)據(jù)信息傳輸與存儲(chǔ)的效率，保障數(shù)據(jù)信息的安全性和穩(wěn)定性，最終讓用戶感知得到提升，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)與LTE終端的信息互通互聯(lián)。

3 LTE通信系統(tǒng)適配物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)模型與應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要是指采用GPS系統(tǒng)、射頻識(shí)別、激光掃描等設(shè)備，根據(jù)相應(yīng)的要求將產(chǎn)品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，如圖1所示。

物聯(lián)網(wǎng)需要通過組織網(wǎng)絡(luò)將傳感器與控制機(jī)進(jìn)行疊加，將LTE網(wǎng)絡(luò)作為網(wǎng)關(guān)接入，因此傳輸?shù)絃TE網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流將會(huì)十分龐大，進(jìn)而產(chǎn)生一些負(fù)荷較大的小包、高頻次的數(shù)據(jù)。該模型主要體現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)造成很大的壓力。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的基本模塊

LTE技術(shù)由于使用OFDM技術(shù)，能夠劃分信道，通過多條正交子信道轉(zhuǎn)變數(shù)據(jù)流，由高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)樵S多低速的子數(shù)據(jù)流，并且在子信道中對(duì)其進(jìn)行調(diào)制，利用調(diào)度器對(duì)資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)制，解決物聯(lián)網(wǎng)中存在的負(fù)荷較大、數(shù)據(jù)頻次高、壓力大等問題。另外，還可以按照協(xié)議層對(duì)其進(jìn)行細(xì)致的分析，對(duì)其中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而優(yōu)化整合數(shù)據(jù)信息。從核心網(wǎng)方面能夠看出，當(dāng)手機(jī)中產(chǎn)生業(yè)務(wù)后需要建立無線承載，NAS的作用便是對(duì)核心網(wǎng)發(fā)出提醒，并且在相應(yīng)的位置建立QCI無線承載進(jìn)行傳輸。3GPP中對(duì)QCI進(jìn)行了定義，并且由S1消息對(duì)接入網(wǎng)發(fā)出信息，使其建立相應(yīng)的無線承載。

在LTE系統(tǒng)中，核心網(wǎng)若未能主動(dòng)釋放機(jī)制，說明其無法監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行鏈路釋放。只有保障接入網(wǎng)中的消息通過NAS進(jìn)入核心網(wǎng)中，才能夠使其得到真正的釋放。NAS層、UE以及核心網(wǎng)需均保持在ATTACH的狀態(tài)下，對(duì)IP地址進(jìn)行存儲(chǔ)，才能夠保障常在線。無論底層中是否已經(jīng)釋放鏈路，都無需對(duì)IP地址進(jìn)行替換。

如果核心網(wǎng)沒有主動(dòng)釋放機(jī)制，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)沒有數(shù)據(jù)，就會(huì)自動(dòng)進(jìn)入DRX省電模式。在DRX省電模式模式下，需要按照不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用模型對(duì)相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，對(duì)DRX周期參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，使UE能夠?qū)崿F(xiàn)合理的配置。在LTE中通過對(duì)OFDM資源的使用，通過層二調(diào)度器對(duì)無線資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)的整合。從理論的角度來看，上層中沒有對(duì)信令資源進(jìn)行釋放，將不會(huì)對(duì)空口資源產(chǎn)生較大的影響，仍然可以保持常在線。調(diào)度器于RRC的應(yīng)用將能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的完善，使游戲、語音、視頻等多個(gè)業(yè)務(wù)都通過3GPP進(jìn)行定義，但是不包括物聯(lián)網(wǎng)中的高頻次、小包、常在線業(yè)務(wù)形態(tài)。對(duì)此，可以在物聯(lián)網(wǎng)特殊業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，對(duì)其模型形態(tài)進(jìn)行分析，并優(yōu)化其中相應(yīng)的數(shù)據(jù)，從而使其能夠與物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)形態(tài)進(jìn)行有效的適配。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，信息時(shí)代已經(jīng)來臨。在此時(shí)代背景下，社會(huì)發(fā)展對(duì)通信技術(shù)的依賴程度不斷提升。通過對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中的現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析能夠看出，必須對(duì)LTE系統(tǒng)中的各項(xiàng)參數(shù)，在物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化處理，使其能夠與物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)相適配，保障網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，還需要將LTE技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，使二者的優(yōu)勢(shì)作用得到充分發(fā)揮，使無線網(wǎng)絡(luò)通信變得更加現(xiàn)代化、精準(zhǔn)化。

[1]張彬. LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合與應(yīng)用探討[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2017（29）：139-140.

Analysis and Application of LTE Wireless Communication Technology and Internet of Things Technology

Ma Danni

Guangdong Telecommunication Planning and Designing Institute Co., Ltd., Guangdong Foshan 528000

With the development of social economy, communications industry has continued to develop and grow. The degree of correlation between social development and communication networks is also gradually increasing. Wireless communication technology has gradually played a decisive role in the development of modern society. Under this background, LTE wireless communication technology was born, and it has achieved organic integration with the Internet of Things and has been widely used in many fields of society. Therefore, the combination effect of LTE technology and Internet of Things technology is analyzed, and the business model and application of LTE communication system adapting IoT are described.

LTE wireless communication; Internet of Things; cloud computing

TN929.5

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